青島故事丨氫能車千噸“口糧”青島造!5年實現多個全國第一,邁向 “東方氫島”
7月22日,青島實現氫能源車用氫總產銷量超千噸,這是一座建設“東方氫島”的里程碑!
從山東省提出“氫動走廊”,青島作為氫能試點城市,就被賦予重任。5年間,全國首座“碳中和”加氫站、全國首個工廠化海水制氫項目、全國首座海水漂浮式光伏電站陸續在青建成投用,不斷延伸產業鏈,形成“光伏制綠電、綠電制綠氫”新能源產業新格局。
青島煉化工作人員為氫能公交車加注氫氣
近日,記者深入山東省“十四五”氫能重大示范試點項目、青島市首座氫能資源基地,中國石化青島煉油化工有限公司氫能“產研加”示范園,看青島如何一步步邁向“東方氫島”,已拿到一張怎樣的成績單……
氫能車有了千噸“口糧”
氫能是全球最具發展潛力的清潔能源之一,因為它的燃燒產物只有水,被業界譽為21世紀的終極能源。當前,氫能及燃料電池技術成為全球能源技術革命的重要方向,按照“雙碳”目標和國內外能源發展趨勢要求,我國將氫能作為能源科技創新的主要方向之一。青島依托港口、化工產業基礎,工業副產氫資源多、氫能技術研發儲備好、應用場景豐富,具有氫能產業發展基礎,具備低成本氫源優勢,將青島打造成國際知名的氫能城市,可成為華東地區氫能供應樞紐。
青島煉化公司氫能產研加示范園
2020年6月,山東省發布了氫能產業中長期發展規劃,提出全力打造“中國氫谷”“東方氫島”兩大品牌,培育壯大以濟南、青島等地區為重點的“魯氫經濟帶”,建成集氫能創新研發、裝備制造、產品應用、商業運營于一體的國家氫能與燃料電池示范區。同樣是2020年6月,中國石化開啟“第一氫能公司”戰略。同年12月,青島發布了氫能產業發展規劃,劍指打造“東方氫島”。青島煉化聞令而行,承擔了青島氫能資源基地項目建設任務,更是被列入了山東省十四五氫能產業重大示范試點項目,歷經5年的時間,從生產出燃料電池氫到面向社會實現商業加氫,從解決“加氫焦慮”到打通產業鏈,形成“光伏制綠電、綠電制綠氫”的新能源產業格局。
青島煉化氫能“產研加”示范園
2021年8月5日,青島煉化首創化學凈化法氫能生產技術,生產出了青島第一車燃料電池用氫,實現了青島市氫能生產“0”的突破。歷經艱辛,2025年全面建成集氫能生產、科研、加注充裝一體的氫能“產研加”示范園,不但實現“青島的車用上了青島的氫”,更是通過建成全國首座“碳中和”加氫站打通了濟青氫能高速走廊“最后一公里”。截至7月22日,氫出廠量已超1000噸大關!
工作人員在項目現場
努力探索綠電綠氫零碳生態鏈,實現氫能全面可持續發展,中國石化青島煉化發展規劃高級專家梁峰和團隊同事們,在這條路上一走就是四年,也全程見證了青島“氫路”的發展。
“想要全面打通產業鏈一定是先立后破!提早謀劃了用綠氫替代副產氫的方案。” 梁峰告訴記者,副產氫是產業起步的重要資源,用副產氫是完全滿足國家戰略要求的,氫能產業發展規律普遍是從副產氫起步,再逐漸用綠氫去替代副產氫,最終實現更清潔能源的轉換和替代。
工作人員在加氫過程進行安全檢查
海上光伏可助產綠氫
7月1日,中國石化青島煉化全海水環境漂浮式光伏項目在青島煉化氫能“產研加”示范園內建成投用,這是我國首個實現工業運行的全海水環境漂浮式光伏項目,與前期投用的樁基式水面光伏聯動,成為目前中國石化規模最大的水面光伏電站。
整體項目設計年發綠電1700萬千瓦時,可降低二氧化碳排放1.4萬噸,相當于多植樹75萬株,具有零排放、效率高、成本低等優勢。光伏綠電還可以電解水來生產綠氫,對漂浮式光伏在沿海、淺海地區全海水環境的推廣具有重要示范效應。
青島煉化漂浮式水上光伏發電項目
“深挖土地利用潛力,打造“一地兩用”新模式。”記者跟隨梁峰走訪了該項目,占地面積約60000平方米,裝機容量7.5兆瓦。由于初投用,運維人員正在現場實時監測。
記者在現場看到,該漂浮式光伏電站所在水域與海域聯通,利用海水表面空間發電。項目創新采用漂浮式光伏結構,通過光伏板隨潮汐同步升降設計,縮短板體與水面距離,僅為傳統樁基式結構的約1/10,最大限度借助海水散熱,通過冷卻效應提高發電效率5%~8%。
青島煉化漂浮式水上光伏發電項目
“自從投用后,我們一直在密切跟蹤發電量,比預估數據更樂觀,兩個項目能發零碳綠電可能達2000萬度。”梁峰告訴記者,國內有海水漂浮電站,但均是試驗階段,它最大功率也就500千瓦,而他們項目所發綠電完全被公司氫能和煉化生產過程消納,所以被稱作全國首座工廠化海水漂浮式電站,區別于科研試驗階段的其他項目。
“為了破解海水光伏工業應用難題,也是實現了三大創新。”中國石化青島煉化電氣儀表中心副經理趙尊鵬告訴記者,從第一個光伏板下水到光伏板發電只用了35天,但已做了兩年的準備工作。由于在全海水環境下,光伏系統面臨海水腐蝕、生物附著、潮汐波動等問題,為解決應用難題,研發團隊多次走訪調研,聯合國內領先的材料研發和浮體生產企業開展技術攻關,形成三大創新:開發出抗鹽霧腐蝕、抵御藤壺附著的特制浮體與支架;研發出可抵御13級大風、適應3.5米潮汐落差的水下錨固系統,較傳統的樁基式光伏降低投資約10%;光伏板與線纜貼近水面巡檢通道,較傳統樁基式光伏運維時的安全性顯著提高、成本顯著降低。而這些技術創新將為沿海、淺海地區光伏開發提供標準化解決方案,推動新能源項目成本下降。
“這塊區域是防洪集水區,在不改變它的功能基礎上,樁基式水面光伏與全海水環境漂浮式光伏聯動,周圍的鳥類、野鴨都在此嬉戲玩耍,還能看到成片的魚。”梁峰告訴記者,整個園區的環境不僅得到了改善與保護,更是體現了新能源生產與生態融為一體。
瞄準千億級產業集群
“能夠實現加氫站‘碳中和’,一并建設的光伏項目是重要支撐,光伏項目產生零碳綠電,對加氫站運營進行碳中和與碳抵消。”梁峰告訴記者,“碳中和”加氫站另外一個支撐就是技術創新,他們開發的“虛擬柔性儲氫”技術,運營成本與能耗要比常規加氫站降低50%。
青島煉化公司氫能產研加示范園
2021年6月,山東首條城際氫干線(青島-臨沂)發車,成為“氫進萬家”科技示范工程以來,首個落地的城際氫干線子項目,此線路后因加氫等問題受阻,2021年8月5日,青島煉化首創化學凈化法制高純氫技術生產出了青島第一車燃料電池用氫。
有了技術后,便開始破解青島“有車無站”的困境,在2022年底,梁峰和團隊開始醞釀建設第一座商業加氫站,2024年10月22日,青島首座具有商業運營資質的加氫站海河路加氫站開業運營,助力青島首條氫能源公交線運行,實現青島商業加氫站由“0”到“1”的歷史性突破。
全國首座“碳中和”加氫站
“聚焦氫能交通和綠氫煉化,加速建立氫能全產業鏈條,不斷助力實現氫能與光伏高質量耦合發展。”此前,青島煉化已建成全國首座“碳中和”加氫站與全國首個工廠化海水制氫項目,而水面光伏項目的全面建成投用,打通了青島煉化新能源產業鏈最關鍵的一環,形成“光伏制綠電、綠電制綠氫”的新能源產業格局,有助于氫能與光伏高質量耦合發展,為綠氫煉化、綠氫交通產業奠定了資源基礎。梁峰介紹,下一步,青島煉化將借助新能源產業優勢,再拓展建設23兆瓦漂浮式光伏項目,強化新能源供給能力。
如今,青島已布局氫燃料電池汽車、氫能港口機械等應用場景,推動高端制造業升級。據記者了解,青島西海岸新區、董家口經濟區已規劃氫能產業園,吸引企業入駐,未來可能形成千億級產業集群,也將帶動本地化工、交通、儲能等關聯行業升級,而青島擁有家電、汽車制造等成熟工業體系,發展氫能可帶動燃料電池、氫能裝備等新興產業,形成“制-儲-運-用”全產業鏈,創造新的經濟增長點。
青島煉化工作人員為氫能公交車加注氫氣
青島市人民政府發布關于印發國家碳達峰試點(青島)實施方案的通知。明確指出:加快建設“東方氫島”,積極推進可再生能源制氫,培育“風光+氫儲能”一體化應用模式。因地制宜發展地熱能,探索潮汐能、波浪能、潮流能等海洋新能源開發利用。建設港區換電站等清潔能源供給設施,推進港作船舶、機械及車輛清潔能源替代,擴大氫能應用,構建以電力為主、多能互補的港區低碳化能源消費結構。重點突破綠色低碳領域“卡脖子”和共性關鍵技術,開展大容量風電、高效光伏、大容量儲能、低成本可再生能源制氫、低成本二氧化碳捕集利用與封存等關鍵技術攻關。推動鈣鈦礦太陽能電池項目招引和落地,引導綠電—綠氫——綠碳產業鏈各環節快速發展。
“這個項目建成以后給我們的感悟,“雙碳”目標不再是遙不可及,零碳園區可能就在身邊,你我今天的努力,可能就是明天一個成功的案例。”在采訪回程路上,梁峰跟記者感慨,新產業的培育初始階段十分困難,憑借上級部門重視規劃發展,最終才能實現造血功能,再通過技術迭代,新能源的產業成本也在不斷下降,產業效益慢慢凸顯,也正是這種持續化的發展讓梁峰及其團隊成員充滿無限信心。
(文/圖 半島全媒體首席記者 鐘迎雪 王濤)